Методика комплектования деталей соединений «Вал-уплотнение» при ремонте

Надежность современных уплотнительных узлов сельскохозяйственной техники является недостаточной. Вследствие износа поверхности вала и манжеты при эксплуатации уменьшаются натяги в подвижном соединении, что приводит к началу утечек и отказу узла. Утечки технических жидкостей в агрегатах составляют 20…30% от общего числа отказов, в межремонтный период отказ уплотнений встречается в 1,5 раза чаще, чем у новой техники. Методика комплектования деталей соединений валов с манжетами позволит назначать рациональные ремонтные размеры валов и подбирать к ним манжеты. С целью её разработки рассмотрены основные направления обеспечения эксплуатационной надёжности соединений валов, в том числе прогрессивные способы восстановления поверхности вала. При разработке методики исследовались 100 изношенных первичных валов коробки передач двигателя ЯМЗ‑239 и 100 новых манжет 1.2‑52´72‑8. Произведено измерение изношенной поверхности вала под манжету и внутренних диаметров отверстий манжет. Износ поверхности вала под манжету достигал 0,5 мм, а вероятность появления валов, имеющих износ более допустимого 51,7 мм, составила 33%. При сборке изношенных валов с новыми манжетами разброс натягов составлял от 1,7 до 3 мм. При этом граница наименьшего натяга, равного 2 мм, нарушена у 15% соединений. В соединениях новых манжет с валами, обработанными под ремонтный размер 51,4 мм, разброс натягов находился в диапазоне от 1,6 до 3 мм, при этом граница наименьшего натяга нарушена у 20% соединений. По критерию сохранения наименьшего натяга в соединении апробирована методика комплектования деталей соединений «Вал-уплотнение», включающая в себя расчет числа групп, назначение ремонтных размеров вала и подбор к ним диаметров манжет. В результате вероятность появления соединений с гарантированным натягом не менее 2 мкм составила 88%. Следовательно, предлагаемая методика комплектования валов и манжет позволяет обеспечить долговечность соединений «Вал-уплотнение» на уровне новых.

1. Игнаткин И.Ю., Дроздов А.В. Способ восстановления вала редуктора с применением упрочненной ремонтной детали // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2020. № 9. С. 13-17. EDN: LRSMGN

2. Игнаткин И.Ю., Серов А.В., Дроздов А.В. Способ восстановления вала редуктора с применением ремонтной детали и полимерных материалов // Вестник НГИЭИ. 2021. № 5(120). С. 53-64. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2021-5-53-64

3. Grün J., Gohs M., Bauer F. Multiscale structural mechanics of rotary shaft seals: numerical studies and visual experiments. Lubricants.2023;11(6):234 https://doi.org/10.3390/lubricants11060234

4. Мельников О.М., Казанцев С.П., Игнаткин И.Ю. Совершенствование уплотнительных устройств подшипниковых узлов сельскохозяйственной техники // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 3. С. 68-72. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-68-72

5. Белов М.И., Ерохин М.Н., Мельников О.М. Оценка давления уплотнения на вал // Агроинженерия. 2020. № 2(96). С. 29-33. https://doi.org/driveshaftseal10.26897/2687-1149-2020-2-29-33

6. Ерохин М.Н., Белов М.И., Мельников О.М. Методика расчета контактного давления манжеты на вал // Вестник машиностроения. 2020. № 11. С. 39-45. EDN: PLAAFT

7. Zhou Q., Li Sh., Zhang K., Qin K., Lv V., Sun W., Yuan T. Transitions of Wear Characteristics for Rubber/Steel Seal Pairs During the Abrasive Wear Process. Tribology Letters. 2021;69:101. https://doi.org/10.1007/s11249-021-01480-4

8. Ерохин М.Н., Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Амелин С.С., Бодунов Д.М. Применение размерного анализа для расчета суммарного отклонения от соосности манжеты относительно вала // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 6. С. 61-67. EDN: ITEXLG

9. ЯгьяевЭ.Э., Шрон Б.Л. Повышение надежности работы соединения «вал-манжета» при суперфинишировании с осцилляцией на поверхности вала // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2017. №1(55). С. 48-53. EDN YPJNDF.

10. Шрон Б.Л., Ягьяев Э.Э., Мевлют Ш.Т. Математическое обеспечение взаимодействия контактирующих поверхностей соединения «вал-манжета» // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2016. № 1(51). С. 123-127. EDN: WNGKZX

11. Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г. Расчет посадок с натягом при комбинированном нагружении // Вестник машиностроения. 2021. № 3. С. 25-28. EDN: QUAQQG

12. ЛеоновО.А., ШкарубаН.Ж., ВергазоваЮ.Г., ХасьяноваД.У. Обоснование посадок соединений со шпонками // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. №6. С. 65-71. EDN: EITIEV

13. Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж. Расчет допуска посадки по модели параметрического отказа соединения // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2020. №4. С. 14-20. EDN: VILYGG